[NW] Internet Protocol

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Internet Protocol이라는 것은 현대의 인터넷이라는 개념을 놓고 봤을 때 굉장히 중요한 역할을 차지한다. 애초에 이전의 포스팅에서 말했듯이(http://operatingsystems.tistory.com/entry/NW-%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC%EB%9E%80) 현대 인터넷의 시초는 미국 국방부 네트워크인 ARPANET이다. 그 때의 ARPANET은 지금으로 따지면 어느 회사의 Local Network 정도로 이해하면 된다. 그러니까 그 국방부 내에서만 사용하던 네트워크였을 뿐이다. 이전의 포스팅에서 이야기했던 이야기 중 하나가 "하나의 LAN에서는 IP가 없이도 통신이 된다"였고 그것을 Network Simulator같은 프로그램으로 확인하여 스크린 샷도 올려놓았다.(http://operatingsystems.tistory.com/entry/NW-Address-Resolution-Protocol-ARP)

자 이제 IP라는 것이 왜 필요한 지부터 이야기해보자. 아까도 말했듯이 LAN에서는 MAC address만으로도 통신이 가능하다. MAC address는 100% 고유한 주소이다. IP는 설정하는 것에 따라 IP 주소를 바꿀 수도 있고, 나중에 배우겠지만 사설IP 대역을 사용하면 IP가 같아도 통신이 가능하다. (물론 엄밀히 말하면 다른 IP이지만) IP 주소와 MAC 주소를 비교해봤을 때 개개의 PC를 구별할 수 있는 능력은 MAC 주소가 훨씬 좋다. 당연하다. 이 세상의 MAC 주소는 절대 같을 수가 없고 변할 수도 없기 때문이다. 그런데 왜 굳이 개개의 PC를 구별할 수 있는 능력이 적은 IP를 만들어서 쓰느냐? 그 이야기를 지금부터 해보려고 한다.

LAN이 하나하나 연결되면서 지금의 글로벌한 인터넷이 되었다는 사실은 여러 번 언급했다. 이 때 LAN을 연결하는 장비, 즉 서로 다른 네트워크를 연결하는 장비를 라우터라고 한다. 자 이제 어느 정도 설명이 가능할 것 같다. 아래의 그림을 보자.

(라우팅 설정을 하지 않아서 빨갛게 나온다. 양해바란다.)

저런 망이 엄청나게 많이 연결되어있는 것이 현재의 인터넷이다. 자 생각해보자 위의 그림에서 PC-PT PC2가 다른 네트워크에 있는 PC와 연결하려면 기본적으로 라우터를 거쳐서 가야한다. 즉 라우터 없이 스위치와 PC처럼 direct communication은 불가능하다. MAC 주소를 사용하여 다른 네트워크로 건너가지 못 하는 이유가 여기에 있다. MAC header를 보면 출발지와 도착지 필드가 있다. 출발지는 나의 MAC주소를 쓰면 된다. 도착지에 뭐라고 쓸꺼냐? 이것이 문제인것이다. 라우터의 MAC을 쓰면 내가 통신하는 대상이 MAC이 되어버리고 실제로 통신을 하고자 하는 건너편 네트워크에 속한 PC의 MAC은 서로 다른 대역에 존재하기 때문에 얻어올 수도 없을 뿐더러 설령 얻어올 수 있다고 하더라도 지금 현재 나의 PC가 연결되어있는 스위치가 direct로 연결되어있지 않기 때문에(다른 LAN에 존재하기 때문에) 해당 PC와 통신할 수 없다. 그래서 가상으로 주소를 하나 더 만든 것이다. 그것이 IP이다.

여기서 중요한 말은 가상으로 주소를 하나 더 만들었다는 개념이다. 이 문장이 의미하는 것은 꽤나 깊다. 위에서도 어느 정도 다 설명한 이야기이지만, 

1. 가상으로 주소를 하나 더 만들었다는 것은 굳이 이 주소가 없어도 어느 정도는(LAN에서는) 통신이 가능하다는 것을 의미하고 

2. 가상으로 만든 주소라는 말은 소프트웨어적으로 구현된 주소라는 것을 의미한다. 

이제 왜 IP 계층이라는 것이 필요한지 그리고 왜 IP 주소가 필요한지를 알게되었다.

이제 IP 계층의 역할에 대해서 이야기해보자. 계속 이야기하지만, IP 계층은 서로 다른 네트워크에 있는 PC끼리 패킷을 주고 받을 수 있도록 해주는 계층이다. 이 때 고려해야할 사항이 몇 가지 있다.

1. 누구한테?

2. 어떻게?

1. 누구한테?

누구한테 보낼 것이냐? IP 주소의 역할을 한번 더 되세겨보자. 목적지 IP 주소에게 보낼 것이라는 뜻이다. 이 주소는 IP라는 소프트웨어에서 만들어준 (컴퓨터를 분별하는) 가상의 주소이다.

2. 어떻게?

어떤 루트를 통해 패킷을 전달할 것인지를 의미한다. 우리가 말하는 인터넷은 수많은 라우터로 이루어져있다. A라는 PC에서 B라는 서버로 갈 때 어떤 라우터들을 거쳐서 갈 것인지를 논의하는 것이다.

IP에 대한 개관적인 이야기를 했다. 처음부터 너무 자세하게 나가면 글을 쓰고 있는 나도 방향을 까먹을 것 같아서 큰 그림을 너무 지나치게 계속 이야기했던 것 같다. 다음 포스팅에서는 조금 더 자세하게 IP를 들여다보자.